3 myter om hjulstørrelse
26"29"HjulstørrelseSvingradiusTekniskDet er mange diskusjoner om hjulstørrelse og hva som er best. I dette innlegget trekker jeg frem 3 myter om hjulstørrelse og angriper dem fra en fysisk og matematisk vinkel. Er det sånn at mytene bare er myter, eller er det faktisk noe i det?
Ujevnheter og hindringer
La oss gyve løs på første myte. Større hjul ruller lettere over røtter og lignende. I denne sammenhengen har jeg da laget meg en modell som illustrerer dette. Jeg har valgt å se på situasjonen i det øyeblikket hjulet slipper den opprinnelige kontaktflaten sin for å komme seg over en hindring. Illustrasjonen under viser dette situasjonen sammen med en oppsummering av formlene jeg har brukt.
Avstanden y utledes ved hjelp av radius og høyden på hinderet og gir y=R-h, mens avstanden x gis ved hjelp av Pytagoras x = sqrt(R^2-(R-h)^2) som gir x = sqrt(2Rh-h^2).
De to kreftene som virker er tyngdekraften og den kraften som systemet har i forbindelse med bevegelsen mot kanten (Syklisten sykler fremover).
Kraften som må til for å komme seg over hinderet er da gitt med formelen (F=…) i figuren over. Hvis man nå tar trehjuldiametre (29″, 27,5″ og 26″), en totalvekt (rytter+sykkel) på 100kg og setter inn for forskjellige høyder, får man følgende resultat
| høyde kant (mm) | 29″ | 27,5″ | 26″ | 29″ vs 27.5″ | 29″ vs 26″ |
|---|---|---|---|---|---|
| 10 | 255 | 261 | 270 | 2,4% | 5,5% |
| 20 | 370 | 379 | 393 | 2,5% | 5,8% |
| 30 | 465 | 478 | 495 | 2,7% | 6,1% |
| 40 | 552 | 568 | 590 | 2,8% | 6,4% |
| 50 | 636 | 655 | 682 | 3% | 6,8% |
| 60 | 718 | 741 | 773 | 3,1% | 7,2% |
| 70 | 800 | 828 | 866 | 3,3% | 7,6% |
| 80 | 884 | 917 | 963 | 3,5% | 8,1% |
| 90 | 971 | 1009 | 1064 | 3,8% | 8,7% |
| 100 | 1062 | 1107 | 1171 | 4% | 9,3% |
| 150 | 1621 | 1722 | 1876 | 5,9% | 13,6% |
| 200 | 2568 | 2839 | 3306 | 9,6% | 22,3% |
| 250 | 4904 | 6121 | 9243 | 19,9% | 46,9% |
Jeg har selvfølgelig forenklet modellen, men som man ser av tabellen over så vil selv en kant på bare 10mm kreve 5,5% mer kraft på en 26″ enn en 29″. Hvis man ikke tilfører kraften (tråkker) så vil hastigheten reduseres. Skal man holde jevn fart så må man tilføre kraften og blir med andre ord mer sliten av en 26″.
Med tanke på røtter så er store hjul helt klart en fordel.
Svingradius
Den neste myten er at 29″ er vanskeligere å få rundt trange partier fordi en 29″ er lengre. Dette er selvfølgelig veldig avhengig av sykkelens geometri, men hvis man tar de viktigste parameterne i betraktning så blir det som følger. Sykkelen skal ha samme bakkeklaring og skal ha plass til samme dekkbredde. Sykkelens vertikale og horisontale lengde fra krank til styrefeste skal være lik (eng: Stack og Reach). Samt at sete og styrevinkel skal være lik. Da får man følgende to skisser
Ved hjelp av skissen har jeg funnet cirka lengde på begge syklene, henholdsvis 1065mm for 26″ og 1095mm for 29″. Tatt i betraktning at diameter på 29″ er 622mm og 26″ er 559mm hvor differansen da blir 63mm, så er 30mm ganske fornuftig. Blant annet fordi kranken ligger lavere sett i forhold til navene på en 29″ enn på en 26″. Hvis man benytter disse to tallene i sammen med svingradius får man følgende grafiske fremstilling (med formler)
Sett nå at man svinger styret 20 grader (ganske mye) på en 26″. Da vil svingradiusen bli 3,11m på framhjulet og 2,93m på bakhjulet. Hvis man skal klare samme svingradius på 29″, så må man da svinge 20,59 grader i stedet. Bakhjulet vil da ha en svingradius på 2,91m. I en venstresving vil bakhjulet altså legge seg 2cm mer til venstre enn en 26″ ville gjort. Her følger en tabell som illustrerer det samme.
| Svingradius 26″ | Framhjul 26″ | Bakhjul 26″ | Svingradius 29″ | Bakhjul 29″ | Differanse |
|---|---|---|---|---|---|
| 10 | 6,13m | 6,04m | 10,3 | 6,03m | 5,4mm |
| 15 | 4,11m | 3,97m | 15,4 | 3,97m | 8,2mm |
| 20 | 3,11m | 2,93m | 20,6 | 2,91m | 11,1mm |
| 25 | 2,52m | 2,28m | 25,8 | 2,27m | 14,2mm |
| 30 | 2,13m | 1,84m | 30,9 | 1,83m | 17,6mm |
| 35 | 1,86m | 1,52m | 36,1 | 1,5m | 21,5mm |
| 45 | 1,51m | 1,07m | 46,6 | 1,03m | 30,9mm |
| 50 | 1,39m | 0,89m | 52 | 0,86m | 37,0mm |
Som en ser så er småsvingene ikke spesielt betydningsfulle. Det er først når man svinger mye at sykkelen faktisk vil følge et annet spor med bakhjulet når den er større. Du skal for øvrig ha rimelig god balanse for å komme deg over 30 graders styrevinkel og over 45 begynner å nærme seg umulig.
For de mer dagligdagse svingene rundt om så er 20-25 grader ekstremverdier. Hjulstørrelsen har dermed lite å si for Svingradiusen.
Dekktrykk
Dekktrykket kan være lavere på en 29″ enn på 26″. Dette avhenger jo selvfølgelig igjen sterkt av hva slags type dekk man benytter og hvordan man sykler, men jeg griper fatt på en modell igjen og forenkler riktig så mye denne gangen.
Jeg tar fatt på en 26″ felg (559mm) og en 29″ felg (622mm). Jeg legger på et 66mm bredt dekk og forenkler dette med å si at det bygger cirka 33mm i høyden. Jeg antar videre at bredden på dekket er konstant, altså uavhengig av mengde luft i dekket. Så slipper jeg ut så mye luft at felgen akkurat treffer bakken. Jeg definerer dette som det minste lufttrykket jeg kan ha. Dette oppsummeres i figuren under.
Jeg antok at dekket var 66mm bredt og nedklemt så får jeg henholdsvis 277mm og 303mm lengde på nedklemt område før jeg treffer felgen på 26″ og 29″ felg. SI-enheten for lufttrykk er Pascal (Pa). 1 Pa = 1 N/m2. La oss sette systemvekt (rytter+sykkel) til å være 100kg igjen og anta at vi deler vekta 50/50 mellom fram- og bakhjul. Da får vi:
Trykk 26″: 100kg/2 * 9,81m/s2 / ((66mm/1000mm/m) * (277mm/1000mm/m)) = 27 074 Pa = 0,271 bar
Trykk 29″: 100kg/2 * 9,81m/s2 / ((66mm/1000mm/m) * (303mm/1000mm/m)) = 24 787 Pa = 0,248 bar
Med andre ord kan du teoretisk sett ha 9,2% lavere trykk på en 29″ enn du kan på en 26″.
Kort oppsummert
- Det er sant at en sykkel med større hjul ruller lettere over hindringer
- En 26″ og en 29″, som er så like som mulig, har tilnærmet samme svingradius. At en sykkel svinger dårligere rundt trange områder er derfor bare oppspinn
- Det er sant at en sykkel med større hjul kan sykles med mindre trykk